基于深共熔溶剂的方法高效提取疏果期未成熟猕猴桃中的果胶多糖:化学结构与生物活性

Efficient extraction of pectic polysaccharides from thinned unripe kiwifruits by deep eutectic solvent-based methods: Chemical structures and bioactivities.

作者信息Ding-Tao Wu, Jin-Lei Geng, Jie Li, Wen Deng, Yao Zhang, Yi-Chen Hu, Liang Zou, Yu Xia, Qi-Guo Zhuang, Hong-Yan Liu, Ren-You Gan
PMID38187948
发布时间2023-12-17
DOI10.1016/j.fochx.2023.101083

实验完整度

包含提取工艺优化、理化性质与结构表征、体外活性评价,但主要为体外实验,缺乏体内或临床验证。

主要模型

疏果期未成熟猕猴桃(A. chinensis cv 'HY') RAW 264.7细胞模型 BSA/Glc模型

重点核对

提取方法:热水提取、DAE(DES为氯化胆碱/乙二醇摩尔比1:3,水含量57%,液固比51 mL/g,95°C,222 min)及MDE(水含量36%,微波功率635 W,95°C,17 min) RAW 264.7细胞实验浓度:12.5-50.0 μg/mL,检测NO、IL-6、TNF-α释放及细胞活力 抗糖基化实验采用BSA/Glc模型,阳性对照氨基胍

摘要

为促进疏果期未成熟猕猴桃的潜在工业应用,优化了两种基于深共熔溶剂的方法,包括深共熔溶剂辅助提取(DAE)和微波辅助深共熔溶剂提取(MDE),用于从疏果期未成熟猕猴桃中提取多糖(YKP)。结果表明,DAE制备的YKP-D和MDE制备的YKP-DM的得率远高于热水提取制备的YKP-H。此外,YKP-H、YKP-D和YKP-DM主要由果胶多糖组成,包括同聚半乳糖醛酸(HG)和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I(RG I)结构域。此外,YKP-D和YKP-DM均表现出比YKP-H更强的抗氧化、抗糖基化和免疫调节活性,其较高的糖醛酸和结合多酚含量以及较低的分子量可能部分促成了其生物活性。总体而言,这些结果表明,开发的MDE方法可作为高效提取具有优异有益效果的YKP的有前景的方法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
开发基于深共熔溶剂的高效提取方法用于疏果期未成熟猕猴桃多糖(YKP),并研究不同提取方法对其化学结构和生物活性的影响。
核心机制
DES提取方法(DAE和MDE)通过增加多糖的糖醛酸和结合多酚含量、降低分子量,从而增强其抗氧化、抗糖基化和免疫调节活性。
主要证据
DAE和MDE提取的YKP-D和YKP-DM得率分别为9.65%和10.04%,显著高于热水提取的4.22%;结构表征显示其主要为HG和RG I果胶多糖;体外实验显示它们具有更强的ABTS/DPPH自由基清除能力、AGEs形成抑制能力以及促进RAW 264.7细胞释放NO、IL-6和TNF-α的能力。
研究意义
开发的MDE方法可高效提取具有优异生物活性的YKP,疏果期未成熟猕猴桃可作为功能性食品成分或健康产品的潜在原料。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

优化DAE提取条件

确定DAE提取YKP的最佳参数以获得最高得率。

采用单因素实验和Box-Behnken设计优化水含量、提取时间和液固比,并用响应面模型预测最佳条件。

2

优化MDE提取条件

在DAE基础上结合微波辅助缩短提取时间并保持高得率。

采用单因素实验和Box-Behnken设计优化水含量、微波功率和提取时间,并用响应面模型预测最佳条件。

3

表征理化性质和化学结构

比较不同提取方法获得的YKP的化学组成、分子量、单糖组成、官能团和糖苷键特征。

测定总多糖、糖醛酸、蛋白质、结合多酚含量,分子量,表观黏度,单糖组成,FT-IR和1D NMR。

4

评价体外抗氧化活性

比较三种YKP的抗氧化能力。

测定ABTS和DPPH自由基清除能力及铁还原力(FRAP)。

5

评价体外抗糖基化活性

比较三种YKP对AGEs形成的抑制作用。

使用BSA/Glc模型测定抑制AGEs形成的IC50值,以氨基胍为阳性对照。

6

评价体外免疫调节活性

比较三种YKP对RAW 264.7巨噬细胞免疫调节作用的影响。

测定细胞活力、NO、IL-6和TNF-α的释放。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
氯化胆碱----
乙二醇----
耐热α-淀粉酶Solarbio Life Sciences--
葡糖淀粉酶Solarbio Life Sciences--
超滤装置Merck KGaAAmicon ultra-15 centrifugal filter
SEC-MALLS-RID系统Wyatt Technology Co.--
模块化紧凑型流变仪Anton Paar GmbHMCR 302e
高效液相色谱系统ShimadzuL-20A
傅里叶变换红外光谱仪PerkinElmer--
核磁共振波谱仪Bruker--
ABTSSigma-Aldrich--
DPPHSigma-Aldrich--
丁羟甲苯Sigma-Aldrich--
氨基胍Sigma-Aldrich--
1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮Sigma-Aldrich--
格里斯试剂Sigma-Aldrich--
DMEM培养基Solarbio Life Sciences--
MTTSolarbio Life Sciences--
TNF-α ELISA试剂盒Elabscience--
IL-6 ELISA试剂盒Elabscience--
实验室微波炉MAKEWAVEMKX-H1C1A

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
多糖提取
提取方法(HWE、DAE、MDE)及优化的具体参数,如DES组成(氯化胆碱/乙二醇摩尔比1:3)、水含量(DAE 57%,MDE 36%)、液固比(DAE 51 mL/g,MDE 50 mL/g)、温度(95°C)、时间(DAE 222 min,MDE 17 min)、微波功率(635 W)
阅读提示:参见Materials and methods 2.2, 2.3, 2.4及Results 3.1.1, 3.1.2
结构表征
分子量测定条件(SEC-MALLS-RID)、单糖分析(HPLC-PMP衍生化)、FT-IR及NMR的样品制备和参数
阅读提示:参见Materials and methods 2.5
抗氧化活性
ABTS/DPPH实验的浓度梯度、反应条件,FRAP实验的波长、标准曲线
阅读提示:参见Materials and methods 2.6及Figure 4
抗糖基化活性
BSA/Glc模型的浓度、孵育时间、AGEs检测方法
阅读提示:参见Materials and methods 2.6及Figure 4D
免疫调节活性
RAW 264.7细胞培养条件、处理浓度(12.5-50.0 μg/mL)、LPS刺激浓度、NO及细胞因子检测方法
阅读提示:参见Materials and methods 2.6及Figure 4E-H